1.方案背景
常規(guī)油壓機采用異步感應電機+普通柱塞泵或恒功率柱塞泵,油壓機的位置、速度、方向、壓力的控制由液壓元件的控制來實現(xiàn)。壓力控制采用溢流方法,待機時電機仍然工作,由于泄荷壓力的存在,能量損耗很大。采用普通柱塞泵作為動力源的機型,速度控制采用節(jié)流調(diào)速,能量損失嚴重,傳動效率低。采用恒功率泵作為動力源的機型,速度控制采用容積調(diào)速,雖然效率可以提高,但控制范圍小,且恒功率泵結(jié)構(gòu)復雜,成本高,故障率高。
將交流永磁同步伺服電機應用于油壓機取代普通感應異步電機,根據(jù)生產(chǎn)制程的需求合理配置伺服驅(qū)動器和伺服電機,利用交流伺服系統(tǒng)壓力和流量的雙閉環(huán)控制凸顯出效率高,可控、可調(diào)、可靠性好的優(yōu)點,利用伺服電機可頻繁啟動、變速的特性,實現(xiàn)伺服控制,從而提高液壓機性能和減少能耗,使油壓機工作性能提高,取消待機泄荷,大大減少能耗。不但能實現(xiàn)普通油壓機主缸快速下行、回程,慢速工作行程、保壓、快速回程以及輔助缸上行、下行等工作模式,且工作行程的主缸速度、壓力可進行實時控制;可實現(xiàn)變壓力浮動壓邊。
鑫臺銘伺服油壓機、伺服液壓機是采用伺服電機驅(qū)動主傳動油泵,減少控制閥回路,對液壓機滑塊進行控制的一種節(jié)能高效液壓機,伺服液壓機作為一個新型的機電一體化產(chǎn)品以省能源,低噪音,環(huán)境好,低維護成本,優(yōu)異的控制性和穩(wěn)定性,得到越來越多的企業(yè)青睞和認可。尤其是在當今重視能源和環(huán)境的前提下,應用伺服液壓機取代液壓和氣動壓裝機是未來發(fā)展的趨勢。
鑫臺銘伺服油壓機、伺服液壓機主要由機架、機頭、工作臺、伺服電機、推桿、壓板及控制開關(guān)組成。在機架上部懸臂固裝機頭,在機頭上豎直安裝伺服電機,該伺服電機下端同軸連接推桿,推桿的下端安裝壓板,在機架下部固裝有工作臺,伺服電機下端通過滾珠絲杠同軸連接推桿,在對應壓板的工作臺外側(cè)對稱安裝控制開關(guān),該控制開關(guān)為連動的雙手啟動按鈕。
2.伺服油壓機特點
1、節(jié)能:伺服系統(tǒng)根據(jù)工藝需求實時調(diào)節(jié)功率輸出,節(jié)電效果15%-70%;
2、高效:伺服系統(tǒng)高速響應,提高生產(chǎn)效率10%左右;
3、穩(wěn)定:特有的PQ解耦控制方案和多段PID控制技術(shù),有效控制壓力過沖,優(yōu)化液壓設備;
4、功能強大:對精密制品制程的特殊需求;
5、改善工作環(huán)境:采用內(nèi)嚙合齒輪泵,比傳統(tǒng)設備的柱塞泵噪音下降15dB左右;
6、降低油溫:由于極大地降低油路系統(tǒng)無功泄漏,液壓油溫大幅降低。
3.通訊模式多樣化
1、支持各類PLC的RS485通訊,模擬量通訊。方便老舊油壓機伺服改造;
2、配套油壓機專用控制器進行CAN通訊,提高設備性能和人機界面互通性;
3、支持工業(yè)總線通訊,極大提高了設備運行信息傳輸速度,方便實現(xiàn)多設備組網(wǎng)和智能自動化生產(chǎn)線集中組網(wǎng)控制以及遠程控制。
4. 多段PID實現(xiàn)方案
伺服油壓機在主缸下降時對系統(tǒng)速度響應及油壓過壓兩個指標要求很高,主缸快下時需要油泵速度穩(wěn)定,響應迅速,減小系統(tǒng)油壓變化對速度控制的影響,但在主缸慢下轉(zhuǎn)保壓過程時會產(chǎn)生較大的壓力過沖,用一段壓力比例和積分增益很難兼顧兩個動作的控制要求。伺服驅(qū)動器具備多段PID調(diào)制模式(最多可分7段),在油壓機上通常采用兩段壓力比例和積分增益,主缸慢下和保壓動作用一段專用的壓力比例及增益,在切換PI參數(shù)時觸發(fā)PI控制器退出飽和,使主缸慢下轉(zhuǎn)保壓壓力超調(diào)減小,滿足工藝要求。主缸快下及其它動作共用一段壓力比例和積分增益參數(shù),加快油泵速度上升速率,同時減小系統(tǒng)油壓變化對油泵速度的影響,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。
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